煤矿技术改造项目建议书.docx

1、煤矿技术改造项目建议书前 言 一、编制依据：1、国家计委关于当前煤炭工业形势分析和建议的报告；煤炭工业“十五”基本建设指导意见和国家计委关于进一步加强煤炭基本建设大中型项目管理有关问题的通知；2、国家发改委“关于2004年今明两年煤炭产业升级改造的意见”。3、陕西省计委“关于国家煤炭基地建设专题会议”精神；4、陕煤公司“十五”计划和2015年规划以及陕煤公司科技进步“十五”规划；5、煤矿安全规程 (2004年版)；6、煤炭工业矿井设计规范（GB20215-2005）等有关设计规范。二、指导思想根据陕煤公司“十”计划指导思想，科学、系统地对上湾子煤矿生产系统进行充分研究论证，确定出一个有利于企业

2、可持续发展的、合理的矿井生产能力。三、编制原则在上湾子煤矿已完成大量技术改造的基处上，对矿井采掘、运输、供电和地面生产系统等进行进一步优化设计，突出重点，抓住要害，以较少的投资，合理的矿井服务年限，提高矿井生产能力，达到集约生产、安全高效的目的。四、主要内容1、矿井生产能力由原105万t/a提高到195万t/a；2、矿井通风系统改造；3、主、副井提升系统改造；4、大巷运输系统改造；5、主、副井轨道改造；6、综放及综掘设备补套；7、矿井主排水系统改造；8、供电系统改造；9、地面生产系统改造；10、矿井灌浆系统改造；11、矿井注氮系统改造；四、 技术改造工期技术改造总工期15个月，到2006年4月

3、完成。五、 总投资总投资为13308.2万元，其中矿建工程2432.9万元，土建工程203.3万元，设备及工器具购置8128.5万元，安装工程1333.7万元，其它费用1209.8万元。资金筹措方案：申请国债补助9315.7万元，自筹3992.5万元。第一章 矿井基本情况第一节 基本情况一、地理位置、交通神木煤业有限责任公司上湾子煤矿位于陕西省白银市平川区宝积镇，地理坐标:东径1044810455，北纬36433647。距离公司本部所在地长征3km。铁路专用线与白（银）宝（积山）线长征站接轨，行程仅1.3km，铁路直接通达选煤楼。矿区公路通过省道308线与109线国道相连，交通运输十分方便。二

4、、矿井基本情况 该矿井的开发与发展经历了两个阶段：五十至八十年代中期为第一阶段，由西安煤矿设计院承担设计，将原小片盘斜井改为阶段斜井，设计生产能力45万t/a，1980年核定生产能力为21万t/a，即目前的老井区。1988年因浅部资源枯竭矿井停产进行改扩建，矿井发展进入第二阶段，由兰州煤矿设计院承担设计。上湾子煤矿1988年进行的改扩建实际是在深部井田甩开原有老井重新建设的一对新井，采用一对斜井分区开拓，设计生产能力为105万t/a，于1989年开工建设，1997年正式投产。全井田共划分为12个采区，其中中央采区2个，东翼采区4个，西翼采区6个。设计采用“一井二区二面”的生产格局，初期采区位于

5、中一采区和东一采区，两个采区的储量占到矿井储量的50.5%。分别配备一个分层综采工作面来达到105万t的生产能力。在矿井生产过程中，随着放顶煤采煤方法技术的日益成熟和科学技术的进步，原神木矿务局委托兰州煤矿设计院又对矿井进行了优化设计，首采区为中一采区。优化设计以一次采全高综采放顶煤采煤方法改革为中心，使矿井变为“一井一面”生产布局，并相应优化了巷道布置系统，调整了通风、排水、灌浆、洒水、压风、供电、瓦斯抽放等主要生产系统。矿井经过近十年的开采及采区开拓，中一采区资源枯竭，目前已进入东一和中二采区生产，矿井变为“一井二区二面”生产格局，采煤方法均为一次采全高综采放顶煤。东一采区布置东103工作

6、面，倾斜长120m，走向1650m，平均厚度10.5m，设计生产能力60万t/a；中二采区布置中202工作面，倾斜长108m，走向960m，平均厚度8.2m，设计生产能力45万t/a。矿井主要生产系统如下：1、提升、运输系统上湾子煤矿主井现采用GDS1000型钢丝绳牵引胶带输送机运输，承担煤炭运输，运送人员任务。钢丝绳牵引胶带输送机于1992年安装投入使用，设计运输能力395t/h、长度1527m、带宽1000mm 、带速2.5m/s。配用两台ZD2-153-1B-660/500型直流电动机，功率为2500kW。在主井设有检修绞车，型号为JK-2.52/20，电动机功率为200kW。副井采用单

7、钩串车提升方式，承担提升矸石、下放材料、升降设备等任务，绞车型号为JK-2.52/20型，电动机功率为400kW。各石门、运输大巷均为“机轨合一”巷道，煤炭运输采用胶带输送机，物料、设备的运输采用蓄电池电机车牵引1吨固定式矿车运输。2、矿井通风系统矿井通风方式为两翼对角抽出式通风，主、副井及改扩建前的老主、副井进风，东风井和北风井回风。目前矿井东风井安装BD-8-23型对旋轴流式风机两台，电动机型号YBF450S-8，2200kW型三相异步隔爆电动机，电控用低压变频调速装置。北风井安装有G4-73-1125D离心式风机2台，电机功率470kW，采用调速型液力偶合器进行无级调速。3、矿井排水系统

8、矿井采用一级排水方式，主排水泵房设在1180水平，水泵房安装200D-657型水泵3台，配套电动机型号为JSQ158-4型，功率为680kW，转速1480r/min；MD155-677型水泵1台，功率为350kW。三趟管路为2458（7）无缝钢管，一趟经东风井排至地面300t污水池；另两趟经副井排至地面。4、矿井供电系统老主、副井口地面设6kV变电所一座，主要负荷为东风井主扇、地面选运系统和瓦斯抽放站等负荷。两回路电源线路引自黑水变电所6kV两段母线馈路613和624，分别采用LGJ-120和LGJ-150钢心铝绞架空线路，线路长度均为2.6km。该变电所安装2台主变压器，型号为SJ2-320

9、/6，其中一台工作，一台备用。新主、副井口地面设35kV区域变电所一座，由6kV侧不同母线段供井下、主副井提升设备、北风井主扇。井下共有3座变电所，既1180水平中央变电所、中一采区变电所、东一采区变电所。 5、矿井压风系统压缩空气站设在地面工业广场，安装有三台4L-208型空气压缩机，其中两台使用，一台备用或检修，配有2m3储气罐三个，采用开启式循环冷却系统。6、地面生产系统地面生产系统由新主井口的储煤、回煤系统和老主井口的筛选配仓、装车系统组成，储煤、回煤系统和筛选系统用上仓胶带输送机连通。生产系统的工艺流程为：钢丝绳牵引胶带输送机自溜筛选大块煤a和混煤b分两路啊a大块选矸后堆在储煤场，b

10、混煤经井口带翻板溜槽分两路栈桥胶带输送机堆煤机地面储煤场。井口带翻板溜槽井口120吨缓冲筒仓上仓胶带输送机选煤楼振动筛分块煤和粉煤块煤经拣矸后入块煤仓。振动筛下粉煤经粉煤配仓胶带输送机入粉煤仓装车胶带输送机装火车。6、注氮防灭火系统矿井在地面平硐口设制氮站，安装BXN-600型变压吸附制氮机一台，额定制氮量为600m3/h，目前该制氮机制氮能力为350m3/h左右。另外，矿井还配有灌浆系统、瓦斯抽放系统和井下安全监测系统。地面灌浆站设在东风井西侧，由2台4DA-87型水泵加压采土制浆，灌浆管路由东风井入井，到1380水平经回风石门到工作面。矿井瓦斯抽放站设在平硐口工业广场，安装三台SK-30型

11、水环式真空泵和一台SK-60型水环式真空泵，抽放管路由1570平硐入井，到1380水平经回风石门到工作面。井下安全监测系统有ASZ-2型矿井火灾预测预报系统和KJ95 型集中安全生产监控系统。三、资源条件简述：(一)煤层赋存条件上湾子井田位于神木煤田的中部，大宝向斜的南翼，为一单斜构造，东北至宝积山井田以+1175m煤层底板等高线为界，东部以勘探线与魏家地矿为界，西部与北部均以0.6m可采边界线为界，井田走向西北-东南，长约7.99km，倾斜东北-西南，宽约2.5km，面积约15.16km2。本区共含煤三层，均位于侏罗系中统窑街组。自上而下称1层煤，2层煤、和3层煤。1层煤为主要可采煤层，最小

12、厚度0.53m(81号钻孔)，最大厚度33.38m(新111号钻孔)，平均厚度10.34m；2层煤只在个别地段(115、新43和新45号钻孔附近)有其分布，但均不可采。3层煤亦仅见于东部号勘探线附近赋存，并向东在魏家地井田呈现可观范围的可采厚度，在本区无经济价值故不予赘述。 (二)煤质及瓦斯上湾子井田内煤层根据煤的工业性分析,其灰分平均为14.58%，挥发分值为32.74%，硫分为0.42%，水分为2.76%，发热量平均值为28.25MJ/Kg，比重为1.41t/m3。属低-中灰、低硫、低-中磷，具有较高发热量的动力用煤，亦可作为气化用煤，煤的工业牌号为弱粘煤及不粘结煤。依据历年矿井瓦斯鉴定，

13、该矿井为高瓦斯矿井，绝对瓦斯涌出量为31.78m3/min，相对瓦斯涌出量13.86m3/t。（三）储量截止2003年12月31日，矿井工业储量为14463.4万t，可采储量为10657.57万t。第二节 矿井生产与经营现状一、矿井生产状况及规划上湾子煤矿是神木煤业有限责任公司的一对高产高效矿井，设计生产能力105万t/a，初期为“一井一面”生产格局，2002年、2003年生产能力分别为77.6万t/a和79.7万t/a。2004年，中一采区资源枯竭，进入东一和中二采区生产，矿井变为“一井二区二面”生产格局，采煤方法均为一次采全高综采放顶煤，当年矿井又利用国债补助更换了东风井主扇、改造了瓦斯抽

14、放系统，矿井技术装备水平和生产能力均有了较大的提高。2004年4月公司对上湾子煤矿进行了生产能力核定，核定生产能力为164万t/a，且矿井排水系统和副井提升系统的生产能力在240万t/a以上。矿井 “一井二区二面”生产格局形成后，生产能力有了较大幅度的提高，但由于设计生产能力的限制，矿井固有生产能力不能充分发挥，造成资源浪费。根据陕煤公司“十五”规划和矿井发展的要求，以及考虑合理的矿井服务年限，对矿井进行进一步优化设计，使矿井设计生产能力达到195万t/a，既满足公司总体发展的要求，同时也能达到集约生产、安全高效的目的。二、矿井经营现状上湾子煤矿2003年原煤产量79.7万t，回采工作面综合单

15、产68672t月，采煤机械化程度达98.77%，销售原煤82.5万t，吨煤售价实际达到122.2元，销售收入1.01亿元，利润1010万元，全矿在册职工1328人，人均年收入11000元。第二章 矿井技术改造的必要性及可行性第一节 技术改造的必要性及可行性一、技术改造的必要性上湾子煤矿自1997年建成投产并生产至今，矿井各生产系统均未进行大型维修，目前很多方面已出现失修、损坏、能力下降等直接影响安全生产的问题，根据国家法律、法规以及自身安全要求，必须对矿井进行技术改造：1、矿井主通风系统：矿井北风井安装有G4-73-1125D离心式风机2台，电机功率470kW，采用调速型液力偶合器进行无级调速

16、，目前已调到最大负荷。通风能力不足，风机效率低，能耗大，直接影响矿井的安全，必须改造。2、主、副井提升系统：主井钢丝绳牵引胶带输送机配的电控系统是我国八十年代的产品，控制方式落后，能耗高，故障率高，安全可靠性差，维护费用大。由于控制柜使用的继电器数量多，接点老化，长期处在病态运行，且发生故障不容易查找，造成停机次数较多，停机时间长，影响原煤的运输。因此，必须对电控部分进行改造，以减少事故率，减少停机次数和停机时间，减少对煤炭运输的影响。根据矿井的发展需要，输送机不再运送人员，由主井检修绞车提升运送人员，因此对主井绞车进行全面技术改造；副井绞车原配电控系统陈旧、淘汰，也必须进行改造，以提高其自动

17、化程度和运行的安全可靠性。3、大巷运输系统：大巷皮带经过多年使用，设备能力不足、电控落后，事故多、能耗大，急需改造。4、主、副井轨道系统：主、副井铺设的是24kg/m轨道，加之副井道床未固化，主井不适应下放人车，副井不能满足矿井提升大型采、掘设备的要求，必须更换轨道，确保运输安全生产。5、综放及综掘设备补套：目前矿井只有两套综放支架，同时在生产，无备用工作面，不满足接续要求，必须再配备一整套综放设备和一套综掘设备。6、矿井主排水系统：矿井主排水泵房设在1180水平，中央水泵房安装200D-657型水泵3台，经核算排水能力满足要求，但由于水泵原配电动机和电控设备不防爆，不符合矿井安全生产要求，应

18、对主排水泵电动机和电控设备进行更新改造。7、矿井供电系统：平硐口地面6kV变电所设备陈旧、老化，保护落后，越级跳闸，事故频繁，经常造成大面积停电，影响矿井安全生产。目前矿井由地面向井下中央变电所供电的三趟ZLQD22-6000 3120电缆，其截面不能满足生产负荷的要求，不能达到正常供电的可靠性。井下中央变电所现用一般型高压开关柜，不符合煤矿安全规程要求，必须改造。8、地面选运系统：地面生产系统现使用12台胶带输送机，除三台返煤胶带机输送机和两台选矸胶带输送机暂时不改造外，其余7台胶带输送机均存在运输能力不足或电动机容量太小的问题，需要改造，振动筛能力不足，给煤机能力不足，尤其是上仓胶带输送机

19、最大运量395t/h，现用90kW电机，过载严重。储煤系统的栈桥胶带输送机、堆煤机配套胶带输送机，筛选系统的振动筛，配仓胶带输送机等设备能力均不足，满足不了矿井原煤生产的需要，制约着矿井地面生产系统的生产能力，必须进行改造。9、矿井灌浆系统改造：设备老化，能力不足；灌浆管路破损严重，跑浆、漏浆现象严重，直接影响生产和工业卫生，必须进行改造。10、矿井注氮防灭火系统：矿井地面配备变压吸附制氮机一台，型号为BXN-600，额定制氮量为600m3/h，目前该制氮机制氮能力仅为额定能力的5060%，为350m3/h左右，不能满足生产的需要，必须改造。综上所述矿井急需进行技术改造，以确保矿井安全、高效地

20、运行。二、技术改造的可行性：1、上湾子煤矿井改扩建设计是按“一井二区二面”生产格局布置的，矿井生产系统均符合“一井二面”布局，只是限于当时的采煤方法（分层综采）的制约，确定矿井生产能力为105万t/a。实践证明，现行采用的一次采全高综采放顶煤采煤法符合上湾子煤矿井田的煤层赋存条件，是矿井实现高产高效的有效途径。上湾子煤矿通过几年的生产实践，该采煤方法已在高瓦斯特厚易燃煤层应用中取得了良好的效益，并且在瓦斯治理方面也取得了成功的经验，同时该矿始终坚持走科技兴矿之路，培养了一批素质好、作风硬的职工队伍。扩大矿井生产能力，不仅在生产系统上能够达到协调统一，有利于矿井高产高效的发挥，并且易于实现，在技

21、术上是成熟的、安全的。2、上湾子煤矿井田范围储量丰富，原煤煤质好，发热量大，是优良的动力用煤。针对目前煤炭市场趋于回升的态势，作为一个企业，应该抓住机遇，通过矿井技术改造，加大开采强度，提高原煤产量，满足市场需求，使自身立于不败之地。从技术经济方面分析，技术改造项目是可行的。3、2004年矿井利用国债补助更换了东风井主扇、改造了瓦斯抽放系统，矿井技术装备水平和生产能力均有了较大的提高，当年公司对矿井进行了生产能力核定，核定生产能力为164万t/a，且矿井排水系统和副井提升系统的生产能力在240万t/a以上，在目前现状基础上进行技术改造能以较少的投资，使矿井生产能力提高了90万t/a，并实现高产

22、高效、安全生产的目的。4、矿井井田内煤层赋存稳定，储量丰富。矿井工业储量为14463.4万t，可采储量为10657.57万t，设计生产能力195万t/a，矿井服务年限40.5a。服务年限满足设计要求。第二节 技术改造项目的确定针对陕煤公司和本矿井生产现状并结合公司“十五”发展计划和“十五”科技发展规划，本着突出重点，确保矿井安全生产的原则，并根据目前煤炭市场趋于回升的态势，决定将矿井生产能力由原105万t/a提高到195万t/a，经过调查分析确定进行如下技术改造项目。一、矿井通风系统改造；二、主、副井提升系统改造；三、大巷主运输系统改造；四、主、副井轨道改造；五、综放及综掘设备补套；六、矿井主

23、排水系统改造七、供电系统改造；八、地面生产系统改造；九、矿井灌浆系统改造；十、矿井注氮系统改造。第三章 技术改造项目实施方案一、矿井通风系统改造（一）北风井主通风机：通风机选FBCDZ-8-24型防爆对旋轴流式风机两台，配套电机型号为YBFe450-8，电机额定功率为2250kW，主通风机前机叶片安装角度为45度，后机叶片安装角度为38度；主通风机风量为：65140m3/s，全压：8203130Pa。（二）供电及电控系统：为了便于通风设备的联锁控制、系统参数的监测控制，通风机房的高压配电设备和原有电控拆除，高压开关柜选用JYN3-12系列开关柜，电控选用HARSVERT-A系列高压变频调速系统

24、，该系统采用单元串联多电平技术，属高-高电压源型变频器，直接6kV输入， 6kV高压输出。变频器主要由移相变压器、功率模块和控制器组成。1、功率模块结构：功率模块为基本的交-直-交单相逆变电力，整流侧为二极管三相全桥，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，可得到单相交流输出。每个功率模块结构及电气性能上完全一致，可以互换。2、输入侧结构：输入侧由移相变压器给每个功率模块供电，移相变压器的副边绕组分为三组，根据电压等级和模块串联级数，一般由24脉冲系列、30脉冲系列、42脉冲系列、48脉冲系列等构成多级相叠加的整流方式，可以大大改善网侧的电流波形（网侧电压电流谐波指标满足IEEE519-199

25、2和GB/T14549-93的要求）。使其负载下的网侧功率因数接近1，无需任何功率因数补偿、谐波抑制装置。由于变压器副边绕组的独立性，使每个功率单元的主回路相对独立，类似常规低压变频器，便于采用现有的成熟技术。3、输出侧结构：输出侧由每个功率模块的U、V输出端子相互串接而成星型接法给电机供电，通过对每个单元的PWM波形进行重组，可得到阶梯正弦PWM波形。这种波形正弦度好，dv/dt小，对电缆和电机的绝缘无损坏，无须输出滤波器，就可以延长输出电缆长度，可直接用于普通电机。同时，电机的谐波损耗大大减少，消除负载机械轴承和叶片的振动。当某一个功率模块出现故障时，通过控制使输出端子短路，可将此单元旁路

26、退出系统，变频器可降额机械运行；由此可避免很多场合下停机造成的损失。 4、控制器：控制器由高速单片机、工控PC和PLC共同构成。单片机实现PWM控制。工控PC提供友好的全中文WINDOWS监控和操作界面，同时可以实现远程监控和网络化控制。内置PLC则用于柜体内开关信号的逻辑处理，可以和用户现场灵活接口，满足用户的特殊需要。控制器与功率单元之间采用光纤通讯技术，低压部分和高压部分完全可靠隔离，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能，可靠性大大提高。另外，控制电源掉电时，控制器可由配备的UPS继续供电，（散热风机电源取自移相变压器）变频器可以继续运行。 （三）智能在线监测及故障诊断系统

27、为便于工作人员了解通风机的运行情况，及时指导通风事故的预测及分析处理，保证通风机运行的安全可靠性，设计给北风井的两台风机配备一套FJC-1型智能在线监测及故障诊断系统。二、主、副井提升系统改造（一）主井皮带经计算，上湾子煤矿主井现采用GDS1000型钢丝绳牵引胶带输送机及直流驱动电动机的功率等机械设备均满足195万t/a生产能力。电控系统是我国八十年代的产品，由16台开关柜组成。设计对电控设备进行改造，增加各种监测功能和保护系统、提高电控系统的本质安全性和自动化程度、提高原煤运输能力。选用ASCS-2型钢丝绳牵引胶带输送机全数字调速电控系统，该电控系统采用现代电子技术、计算机技术和传动控制技术

28、，实现钢丝绳牵引胶带输送机的速度调节与保护。系统由主回路、全数字调节、PLC控制、操作台和计算机监测等五部分组成；为矿用一般型，可用于控制各类直流电动机拖动的钢丝绳牵引胶带输送机，在斜井中按工艺要求进行启动、等速、减速及停止。 1. 钢丝绳牵引胶带输送机的速度调节以微机系统为核心进行全数字控制，控制算法以软件实现。 2. 钢丝绳牵引胶带输送机的逻辑操作与故障保护以PLC进行控制，取代传统的继电器-接触器有触点操作系统。 3. 用计算机监测钢丝绳牵引胶带输送机系统的运行参数和运行状态，设计动态的钢丝绳牵引胶带输送机监控系统。4、可实现单电动机拖动，双电动机均转矩拖动和双电动机均转速拖动等功能。A

29、SCS-2型钢丝绳牵引胶带输送机数字调速电控系统成套设备供货表名 称规格型号数 量生产厂家备 注全数字调节柜矿用一般型一台本厂制造 PLC保护柜矿用一般型一台本厂制造 含进口PLC操作台矿用一般型一台本厂制造 励磁柜矿用一般型一台本厂制造 低压电源柜矿用一般型二台本厂制造 根据具体情况选定容量大小及数量电枢整流柜矿用一般型二台本厂制造 平波电抗器矿用一般型二台本厂制造 快开柜二台外协厂真空接触器柜一台外协厂电枢变压器干式二台外协厂辅助变压器干式一台外协厂高压开关柜五台外协厂计量柜一台外协厂三项保护一套外协厂乘人保护一套外协厂微机监控系统一套本厂制造选配（二）主、副井绞车1、主井绞车及电控改造：

30、主井绞车为了满足提升人车，运送人员的需要，将现有检修绞车及电控更换改造，设计更换为JK-3.52.2型单滚筒提升机，其技术参数为:Dg=3.5m； B=2.2m； Fze= Fce =13000kg；Vmax=3.81m/s；配YR355L2-8，250kW型电动机，其技术参数为: nd=740r/min; V=6000V。 钢丝绳选用26NAT619S+FC1770ZS型钢丝绳，其技术参数为：全部钢丝绳破断力总和:QS=47831.6kg，钢丝绳外径d=26mm，钢丝绳单重：Pk=2.49kg/m。淘汰现有的TDK型电气控制系统，更新改造为可编程、双PLC运算全自动JTDK-ZN-01S型交

31、流提升机电控系统。该交流提升机电控系统由主控台（JTDK-ZN-ZKT/P）、可控硅加速柜（JTDK-ZN-SCR-8）、高压换向柜（JTDK- ZN-DHP）、高压电制动换向柜（JTDK-ZN-GYZ）和可控硅动力制动电源柜（JTDK-PC-ZDY-75/250）组成。系统为PLC控制、带动力制动，系统采用柜式结构、转子和高压换向器为真空式。考虑煤矿实际，因种种原因主控PLC退出时，经操作转换开关，可使主控PLC退出后提升机在事故状态下转入继电器方式临时简易开车。控制系统配置上位监控计算机，具有提升信号显示系统、综合后备保护、故障自诊断、行程、速度图等实时显示、报表打印和联网等功能，便于事故的预测和分析处理，保证提升机安全可靠的运行。JTDK-ZN-ZKT/P主控台是该电控系统中的核心设备。该主控台具有逻辑编程简单，安全保护可靠、状态显示齐全、语言报警及信号通讯等功能。在使用本控制台的电控系统中可省去如下设备：控制屏、专用操作台、凸轮板给定装置、测速发电机、后备保护装置、车房信号系统。 JT